研究揭示OsmiR396和OsmiR408遺傳網絡對粒形的調控

　　microRNA（miRNA）是作物復雜農藝性狀育種的目標，在不同物種中，不同miRNA之間協同作用調整某一特定發育進程。水稻粒形是影響產量的主要因素之一，但是調控該因素的miRNA網絡建成的研究較少。

　　近期，中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員苗雪霞研究組研究發現，通過超表達mimicry miR396（MIM396）下調OsmiR396的表達，在秈稻和粳稻背景中以及在密穗和多分蘗等增產因素的背景下，均能明顯增大水稻粒形，提示miR396可能在調控水稻粒形過程中發揮樞紐性作用。OsmiR396的靶基因之一OsGRF8，超表達之后的表型最接近于MIM396的表型，因此，OsGRF8可能是介導OsmiR396對水稻粒形進行調控的重要因子。miRNA microarray的分析表明，在MIM396轉基因植株中，諸多miRNA的表達發生了變化，OsmiR408是其中之一。基因表達譜分析以及遺傳功能研究揭示出OsmiR408是一個胚專一性表達的miRNA，正調控水稻的粒形。通過CRISPR技術敲除OsmiR408的表達，造成明顯的小粒表型。生化分析表明，OsGRF8對OsMIR408存在直接的轉錄調控。進一步的遺傳關系分析表明，MIM396的大粒表型能夠被miR408KO回復。此外，若干激素信號傳導途徑可能參與到miR396/GRF所介導的粒形調控過程中。

　　研究揭示出由不同miRNA構成的遺傳調控網絡，如miR396和miR408，對于水稻粒形調控的重要性，也體現了MIM396/GRF對于水稻高產育種的價值。相關研究成果以OsmiR396/Growth Regulating Factor modulate rice grain size through direct regulation of embryo-specific miR408為題，于2月23日在線發表在Plant Physiology上。分子植物卓越中心博士生楊小芳、趙曉玲和助理研究員戴爭妍助理為論文共同第一作者，研究員苗雪霞和時振英為論文通訊作者。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、國家科技重大專項以及雜交水稻國家重點實驗室的支持。

　　論文鏈接 

OsmiR408的表達譜

　　A：miRNA Northern 檢測OsmiR408在受精后1-10天的水稻胚中的表達；B：miRNA Northern 檢測OsmiR408在受精后6-14天的水稻胚中的表達；C：受精后8天的胚中OsmiR408的原位雜交檢測；D：受精后12天的胚中OsmiR408的原位雜交檢測；E：OsmiR408 LNA正義鏈的檢測；F-M: p408GUS轉基因植株的不同組織部位的GUS染色。F：根；G：莖尖分生組織；H：葉片；I：小花；J：正在萌發的種子；K：分離的胚；L：成熟種子縱切；M：縱切的種子中放大的胚。